电子纸张(“电子纸”)是被设计为再现印墨在普通纸张上的外观的显示技术。电子纸的一些示例像普通纸张一样反射光，并且可以能够显示文本和图像。一些电子纸被实现为柔性薄片，就像纸张一样。一个熟悉的电子纸实现包括电子阅读器。
附图说明
图1是图示显示设备的一个示例的示意图。
图2是图示显示设备的另一示例的示意图。
图3是图示显示设备的另一示例的示意图。
图4是图示显示设备的一个示例的分解图。
图5是图示显示设备的另一示例的分解图。
图6是图示电子纸张(“电子纸”)显示器的一个示例的横截面视图。
图7是图示显示设备的一个示例的横截面视图。
图8是图示用于制造显示设备的方法的一个示例的流程图。
具体实施方式
在下面的详细描述中参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了其中可以实践本公开的具体示例。应理解的是，可以利用其他示例并且可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构或逻辑改变。因此，下面的详细描述不应在限制性意义上理解，并且本公开的范围由所附权利要求限定。应理解的是，除非另有特别说明，否则本文描述的各种示例的特征可以部分或全部彼此组合。
电子纸张(“电子纸”)可以用于各种显示应用，诸如标牌、电子书、平板电脑、卡、海报和定价标签。电子纸具有若干个类似纸张的特征。例如，电子纸是使用环境光作为照明源的反射式显示器。环境光撞击到表面并被反射给观看者。类似于在印刷中使用的那些的颜料的使用允许在广范围的角度和照明条件(包括充足的阳光)下读取电子纸。环境光的使用也消除了对由设备(诸如背光)产生的照明的需要。这可以使由电子纸使用的电力最小化。另外，电子纸不使用电力来维持图像。一旦图像被写，则图像在延长的时间段内或者直到电子纸被重写时都保留在电子纸上。因此，典型的电子纸主要使用电力来改变电子纸的光学状态。
写到电子纸的一种方式是通过在接近包含带电颜料颗粒的微胶囊的层的表面上生成电荷，同时将电子纸的另一侧连接到接地或另一合适的电压。表面上的电荷吸引或排斥微胶囊中的带电颜料颗粒以创建期望的图像。为了写到电子纸，用于写到电子纸的写模块必须在写(或擦除)阶段期间维持到用于电子纸的接地返回路径(例如，对电极)的连接。一旦图像被创建，就不再需要表面电荷来维持图像，并且电荷通常消散或通过电子纸放电到接地。如果电子纸图像在写之后由于带电物体(诸如带静电的人的手指)的紧密接近(例如，0-200μm)而不合期望地被扰乱，则颜料颗粒的位置(并且因此图像)可能会受到干扰。
因此，下面的公开描述了通过在电子纸显示器的成像表面上接收电荷而可成像的电子纸显示设备的示例。显示设备包括与电子纸显示器的成像表面相对的对电极、以及电容性地耦合到对电极的浮动电极。另外，显示设备包括浮动电极上的图案化层，以提供用于浮动电极的机械保护，同时使得能够实现向浮动电极的空气放电。浮动电极和图案化层被放置在显示设备上与用户第一次接触最有可能发生的地方(即，在显示设备的前侧和/或后侧上)。当浮动电极经受来自用户的电场/电荷转移时，对电极被带到与浮动电极基本上相同的电位。以此方式，由用户与电子纸显示器的成像表面的随后接触将不会导致电子纸显示器的图像的扰乱。浮动电极上的图案化层防止当显示设备被用户触摸时对浮动电极的损坏。
图1是图示显示设备100a的一个示例的示意图。显示设备100a包括电子纸显示器102、对电极104、浮动电极106和图案化层107。电子纸显示器102包括成像表面103。与成像表面103相对的电子纸显示器102的表面接触对电极104。浮动电极106与对电极104在电子纸显示器102的相同侧上，但不直接接触对电极104。图案化层107接触浮动电极106。
电子纸显示器102包括当将电荷施加到成像表面103时切换颜色的有源层。在一个示例中，有源层包含可切换颜料或管芯组合。可以使用树脂或聚合物来封装有源层。另外，电子纸显示器102可以在成像表面上包括功能涂层。在一个示例中，电子纸显示器102具有在70μm与300μm之间的厚度。以下参考图6进一步描述电子纸显示器102的一个示例。
对电极104提供用于由写模块对电子纸显示器102成像的电极。在电子纸显示器102的写期间，对电荷从写模块流向对电极104。因此，尽管电荷被喷射到成像表面103上，显示设备100a却基本保持电荷中性。在没有对电极104和写模块之间的连接的情况下，可以被喷射到成像表面103上的电荷量可能受到限制，并且因此信息可能不会可靠地写到显示设备100a。对电极104可以由诸如氧化铟锡之类的透明导电材料构成。在一个示例中，对电极104具有在5nm与1μm之间的厚度。
如由电容器108所指示的，浮动电极106电容性地耦合到对电极104。浮动电极106和图案化层107提供用户当第一次接触显示设备100a时可能触碰的显示设备100a的区域。当用户触碰浮动电极106或图案化层107时，浮动电极106被带到与用户相同的电位。通过与对电极104的电容性耦合，对电极104被带到与浮动电极106基本上相同的电位。通过将对电极104带到与浮动电极106基本上相同的电位，电子纸显示器102变得对用户手指在成像表面103上的未来接触不敏感，并且电子纸显示器102的成像表面103与用户之间的随后的电场/电荷转移被最小化。因此，用户由于触摸显示设备100a而改变电子纸显示器102的所显示图像的能力被降低。
浮动电极106可以由透明导电材料构成，透明导电材料诸如沉积到透明绝缘基板上的薄(例如，小于10μm)导电涂层(例如，氧化铟锡或导电聚合物)。在一个示例中，透明绝缘基板具有在50μm与500μm之间的厚度。诸如氧化铟锡和导电聚合物之类的透明导电材料可能由于触摸而被容易地刮擦或去除。因此，通过在浮动电极106上涂敷包括耐用外涂层材料的图案化层107，就保护浮动电极106免受由于触摸引起的损坏。
图案化层107为浮动电极106提供机械保护，同时使得能够实现向浮动电极106的空气放电。图案化层107可以由透明材料构成。图案化层107可以由紫外(uv)涂层、聚合物涂层、水基涂层或另一种合适的非导电涂层构成。图案化层107可以覆盖浮动电极106的5％与95％之间，使得浮动电极106的一部分保持暴露。图案化层107可以具有小于18μm的厚度，诸如在2μm与10μm之间。图案化层107的厚度足够小，使得如通过帕邢曲线所预测的那样，当显示设备100a被用户触摸时，图案化层107将不会对浮动电极106的功能具有影响。
可以经由柔版印刷、喷墨印刷或另一种合适的方法将图案化层107涂敷到浮动电极106。可以选择图案化层107的半色调或筛选(例如，fm筛选、am筛选、线筛选)以最大化浮动电极106的保护，为电子纸显示器102提供可接受的图像质量，和/或最小化图案化层107的成本。在一个示例中，图案化层107的点的频率是300dpi或是防止大部分物体(例如指甲)到达浮动电极106的其他合适频率。因此，图案化层107防止对浮动电极106的刮擦和/或其他损坏。
图2是图示显示设备100b的另一示例的示意图。显示设备100b类似于先前参考图1描述和说明的显示设备100a，除了显示设备100b包括浮动电极110和图案化层113来代替浮动电极106和图案化层107之外。浮动电极110与成像表面103在电子纸显示器102的相同侧上。浮动电极110包括暴露电子纸显示器102的成像表面103以允许电子纸显示器102被写的开口111。图案化层113接触浮动电极110。
如由电容器112所指示的，浮动电极110电容性地耦合到对电极104。浮动电极110可以由诸如薄导电材料(例如氧化铟锡)、具有体导电性或表面导电性的聚碳酸酯之类的透明导电材料或诸如金属的不透明导电材料构成。浮动电极110和图案化层113提供用户在第一次接触显示设备100b时可能触碰的显示设备100b的区域。当用户触碰浮动电极110或图案化层113时，将浮动电极110带到与用户相同的电位。通过与对电极104的电容性耦合，对电极104被带到与浮动电极110基本上相同的电位。通过将对电极104带到与浮动电极110基本上相同的电位，用户和电子纸显示器102的成像表面103之间的随后的电场/电荷转移被最小化。因此，用户由于触摸显示设备100b而改变电子纸显示器102的所显示图像的能力被降低。
图案化层113为浮动电极110提供机械保护，同时使得能够实现向浮动电极110的空气放电。图案化层113可以由透明材料或不透明材料构成。图案化层113可以由uv涂层、聚合物涂层、水基涂层或另一种合适的非导电涂层构成。图案化层113可以覆盖浮动电极110的5％与95％之间，使得浮动电极113的一部分保持暴露。图案化层113可以具有小于18μm的厚度，诸如在2μm与10μm之间。图案化层113的厚度足够小，使得如通过帕邢曲线所预测的那样，当显示设备100b被用户触摸时，图案化层113将不会对浮动电极110的功能具有影响。
可以经由柔版印刷、喷墨印刷或另一种合适的方法将图案化层113涂敷到浮动电极110。可以选择图案化层113的半色调或筛选(例如，fm筛选、am筛选、线筛选)以最大化浮动电极110的保护和/或最小化图案化层113的成本。在一个示例中，图案化层113的点的频率是300dpi或是防止大部分物体(例如指甲)到达浮动电极110的其他合适的频率。因此，图案化层113防止对浮动电极110的刮擦和/或其他损坏。
图3是图示显示设备100c的另一示例的示意图。显示设备100c包括先前参考图1描述和说明的浮动电极106和图案化层107以及先前参考图2描述和说明的浮动电极110和图案化层113两者。浮动电极106和图案化层107以及浮动电极110和图案化层113提供当用户第一次接触显示设备100c时用户可能触碰的显示设备100c的区域。当用户触碰浮动电极106或图案化层107或者浮动电极110或图案化层113时，通过电容性耦合将对电极104带到与浮动电极106和/或浮动电极110基本上相同的电位。因此，用户由于触摸显示设备100c而改变电子纸显示器102的所显示图像的能力被降低。
图4是图示显示设备200a的一个示例的分解图。显示设备200a包括第一层202、电子纸显示器204、第二层206、第三层208、浮动电极210和图案化层211。第一层202包括开口203以暴露电子纸显示器204的成像表面。第一层202可以由诸如透明或不透明聚合物之类的非导电透明或不透明材料构成。印墨可以在第一层202的背离第二层206的表面上或者在第一层202的面向第二层206的表面上(例如，针对透明的第一层202)涂敷到第一层202。第一层202附接到第二层206并且可以覆盖电子纸显示器204的边缘周围的电子纸显示器204的一部分。
电子纸显示器204包括与成像表面相对并面向第三层208的对电极。电子纸显示器204被支持在第二层206的开口207中。第二层206可以由诸如金属或聚碳酸酯的导电材料构成。电子纸显示器204的对电极电耦合到第二层206。第三层208附接到第二层206并覆盖电子纸显示器204。第三层208包括向电子纸显示器204的透明窗口209，以使得能够观看电子纸显示器204。第三层208可以由诸如透明聚合物之类的非导电透明材料构成。可以将印墨涂敷到第三层208的边缘以提供限定窗口209的印刷区域。可以在第三层208的背离第二层206的表面上或在第三层208的面向第二层206的表面上将印墨涂敷到第三层208。
浮动电极210附接到第三层208。浮动电极210可以由诸如氧化铟锡或聚碳酸酯之类的透明导电材料构成。在一个示例中，浮动电极210是涂敷到第三层208的导电涂层。在另一示例中，浮动电极210是涂敷到第三层208的导电膜。浮动电极210电容性耦合到电子纸显示器204的对电极。
图案化层211为浮动电极210提供机械保护，同时使得能够实现向浮动电极210的空气放电。图案化层211可以由透明材料构成。图案化层211可以由uv涂层、聚合物涂层、水基涂层或涂敷到浮动电极210的另一合适的非导电涂层构成。图案化层211可以覆盖浮动电极210的5％与95％之间，使得浮动电极210的一部分保持暴露。当显示设备200a被用户触摸时，图案化层211不会对浮动电极210的功能具有影响。另外，图案化层211防止对浮动电极210的刮擦和/或其他损坏。
浮动电极210和图案化层211提供当用户第一次接触显示设备200a时用户可能触碰的显示设备200a的区域。当用户触碰浮动电极210或图案化层211时，浮动电极210被带到与用户相同的电位。通过与电子纸显示器204的对电极的电容性耦合，对电极被带到与浮动电极210基本上相同的电位。通过将对电极带到与浮动电极210基本上相同的电位，用户与电子纸显示器204的成像表面之间的随后的电场/电荷转移被最小化。因此，用户由于触摸显示设备200a而改变电子纸显示器204的所显示图像的能力被降低。
在一个示例中，第一层202、第二层206、第三层208和浮动电极210可以经由每一层之间的粘合材料附接到彼此，所述粘合材料诸如压敏粘合剂或二元粘合剂。在另一个示例中，第一层202、第二层206、第三层208和浮动电极210可以经由热学压合、超声键合/焊接或另一种合适的键合方法附接到每个。在该示例中，显示设备200a具有交易卡的形式，所述交易卡诸如信用卡、借记卡、预付卡或礼品卡。在其他示例中，显示设备200a可以具有另一种合适的形式，诸如货架标签、登机牌、装运标签或大型格式柔性可重写显示器。
图5是图示显示设备200b的另一示例的分解图。显示设备200b类似于先前参考图4描述和说明的显示设备200a。除了显示设备200b包括浮动电极212和图案化层214来代替浮动电极210和图案化层211之外。浮动电极212附接到第一层202。浮动电极212包括开口212，并且图案化层214包括暴露电子纸显示器204的成像表面以允许电子纸显示器204被写的开口215。
浮动电极212可以由诸如氧化铟锡或聚碳酸酯之类的透明导电材料或诸如金属的不透明导电材料构成。在一个示例中，浮动电极212是涂敷到第一层202的导电涂层。在另一个示例中，浮动电极212是涂敷到第一层202的导电膜。浮动电极212电容性耦合到电子纸显示器204的对电极。
图案化层214为浮动电极212提供机械保护，同时使得能够实现向浮动电极212的空气放电。图案化层214可以由透明材料或不透明材料构成。图案化层214可以由uv涂层、聚合物涂层、水基涂层或涂敷到浮动电极212的另一合适的非导电涂层构成。图案化层214可以覆盖浮动电极212的5％与95％之间，使得浮动电极212的一部分保持暴露。当显示设备200b被用户触摸时，图案化层214不会对浮动电极212的功能具有影响。另外，图案化层214防止对浮动电极212的刮擦和/或其他损坏。
浮动电极212和图案化层214提供当用户第一次接触显示设备200b时用户可能触碰的显示设备200b的区域。当用户触碰浮动电极212或图案化层214时，浮动电极212被带到与用户相同的电位。通过与电子纸显示器204的对电极的电容性耦合，对电极被带到与浮动电极212基本上相同的电位。通过将对电极带到与浮动电极212基本上相同的电位，用户与电子纸显示器204的成像表面之间的随后的电场/电荷转移被最小化。因此，用户由于触摸显示设备200b而改变电子纸显示器204的所显示图像的能力被降低。在另一个示例中，除了浮动电极212和图案化层214之外，显示设备200b还可以包括如先前参考图4所描述和说明的那样附接到第三层208的浮动电极210和图案化层211。
图6是图示电子纸显示器300的一个示例的横截面视图。在一个示例中，电子纸显示器300用于先前分别参考图1-5描述和说明的显示设备100a、100b、100c、200a或200b中。电子纸显示器300包括透明对电极302、有源层304和透明电荷接收层306。有源层304包括由树脂或聚合物314或可以保持承载液体(carryingliquid)的其他材料封装的微胶囊308，所述承载液体通常是电介质液体，诸如异构烷烃流体。在一个示例中，每个微胶囊308包括悬浮在流体介质316中的黑色颗粒310和白色颗粒312。电荷接收层306的表面307为电子纸显示器300提供成像表面。在该示例中，对电极302为观看者318提供观看侧。在其他示例中，电荷接收层306可以为观看者提供观看侧。
使环境光透射穿过对电极302，撞击微胶囊308，并被反射回到观看者318。当微胶囊308的白色颗粒312位于对电极302附近时，微胶囊对观看者318显现白色。当微胶囊308的黑色颗粒310位于对电极302附近时，微胶囊对观看者318显现黑色。颗粒310和312具有相反的电荷。例如，黑色颗粒310可以是带正电的颗粒，而白色颗粒312可以是带负电的颗粒。可以通过改变交替的具有位于对电极302附近的白色和黑色颗粒的微胶囊的布置以产生半色调来创建各种灰度。
微胶囊308使用颗粒之间和/或颗粒与微胶囊表面之间的化学粘合而表现出图像稳定性。例如，微胶囊308可以在不使用电力的情况下无限期地保持文本和图像，同时允许稍后改变文本或图像。
电子纸显示器300的各种层和组件的结构、材料和尺寸可以适配于特定的设计准则。在一个示例中，透明电荷接收层306可以由透明聚合物构成并且可以具有在50μm和250μm之间的厚度。透明电荷接收层306也可以由保持电荷或者对于电荷和/或离子是多孔或半多孔的材料构成。
每个微胶囊308的直径在电子纸显示器300内基本上是恒定的并且可以在一个示例中在20μm和100μm之间，诸如50μm。对电极302可以由诸如氧化铟锡的透明导电材料构成。在一个示例中，对电极302具有在10nm和1mm之间或更大的厚度，取决于如何使用电子纸显示器300。
在其他示例中，电子纸显示器300具有各种其他配置。例如，每个微胶囊308可以包括悬浮在着白色化流体中的黑色颗粒。黑色颗粒可以是带正电的颗粒或带负电的颗粒。一个或多个微胶囊形成在电子纸显示器300上显示的黑色和白色图像的像素。黑色和白色图像通过将黑色颗粒放置在对电极302附近或放置得远离对电极302而创建。例如，具有远离对电极302定位的黑色颗粒的微胶囊反射白色光，对应于显示在电子纸显示器300上的图像的白色部分。作为对比，具有位于对电极302附近的黑色颗粒的微胶囊对观看者318显现黑色，对应于显示在电子纸显示器300上的图像的黑色部分。可以通过使用具有位于对电极302附近或远离对电极302定位的黑色颗粒的半色调来创建各种灰度。
对电极302可以用交替的蓝色、红色和绿色区域着色。相邻的蓝色、红色和绿色区域形成彩色像素。通过在对电极302附近放置白色或黑色颗粒的不同组合来创建彩色图像。例如，具有位于对电极302的红色和绿色区域附近的白色颗粒的彩色像素的微胶囊反射来自电子纸显示器300的红色和绿色光。观看者318将把该组合感知为黄色像素。当微胶囊中的黑色颗粒位于对电极302附近时，该彩色像素将对观看者318显现黑色。另外地或替代地，每个微胶囊的黑色颗粒310可以被替换为蓝色、红色或绿色的带正电或带负电的颗粒。颗粒可以单独使用或与着色的对电极302结合使用以创建期望的彩色图像。
图7是图示显示设备400的一个示例的横截面视图。显示设备400包括第一层402、电子纸显示器300、第二层406、第三层408、浮动电极410以及图案化层412。第一层402包括暴露电子纸显示器300的成像表面307的开口403。第一层402可以由非导电透明或不透明材料(诸如透明或不透明聚合物)构成。第一层402被附接到第二层406并且可以覆盖电子纸显示器300的边缘周围的电子纸显示器300的一部分。
电子纸显示器300包括与成像表面307相对并且面向第三层408的对电极302。电子纸显示器300被支持在第二层406的开口中。第二层406可以由诸如金属或聚碳酸酯之类导电材料构成。电子纸显示器300的对电极302电耦合到第二层406。第三层408附接到第二层406并且覆盖电子纸显示器300。第三层408可以包括向电子纸显示器300的透明窗口以使得能够通过对电极302观看电子纸显示器408。第三层408可以由诸如透明聚合物之类的非导电透明材料构成。
浮动电极410附接到第三层408。浮动电极410可以由诸如氧化铟锡或聚碳酸酯之类的透明导电材料构成。在一个示例中，浮动电极410是涂敷到第三层408的导电涂层。在另一个示例中，浮动电极410是涂敷到第三层408的导电膜。浮动电极410电容性耦合到电子纸显示器300的对电极302。
图案化层412为浮动电极410提供机械保护，同时使得能够实现从用户414向浮动电极410的空气放电416。图案化层412可以由uv涂层、聚合物涂层、水基涂层或涂敷到浮动电极410的另一种合适的非导电涂层构成。图案化层412可以覆盖浮动电极410的5％与95％之间，使得浮动电极410的一部分保持暴露。当显示设备400被用户触摸时，图案化层412不会对浮动电极410的功能具有影响。另外，图案化层412防止对浮动电极410的刮擦和/或其他损坏。
浮动电极410和图案化层412提供当用户414第一次接触显示设备400时用户414可能触碰的显示设备400的区域。当用户414触碰浮动电极410或图案化层412时，浮动电极410被带到与用户414相同的电位。通过与电子纸显示器300的对电极302的电容性耦合，对电极302被带到与浮动电极410基本上相同的电位。通过将对电极302带到与浮动电极410基本上相同的电位，用户414与电子纸显示器300的成像表面307之间的随后的电场/电荷转移被最小化。因此，用户由于触摸显示设备400而改变电子纸显示器300的所显示图像的能力被降低。
图8是图示用于制造显示设备的方法500的一个示例的流程图。在502处，方法500包括提供包括开口的不导电的第一材料层。在504处，方法500包括将通过在电子纸张显示器的成像表面上接收电荷而可成像的电子纸张显示器附接在导电的第二材料层的开口中，使得与电子纸张显示器的成像表面相对的对电极电耦合到第二材料层。在506处，方法500包括将第二材料层附接到第一材料层，使得电子纸张显示器的成像表面面向第一材料层的开口。
在508处，方法500包括将不导电的第三材料层附接到第二材料层。在510处，方法500包括将导电材料涂敷到第一材料层和第三材料层中的至少一个。在512处，方法500包括将图案化涂层涂敷到导电材料来为导电材料提供机械保护，同时使得能够实现向导电材料的空气放电。在一个示例中，涂敷图案化涂层包括将涂层柔版印刷到导电材料上。在另一个示例中，涂敷图案化涂层包括将涂层喷墨印刷到导电材料上。
通过包括电容性耦合到显示设备的电子纸显示器的对电极的浮动电极，显示设备的图像鲁棒性通过在显示设备被用户触摸时防止来自用户的静电放电改变图像来改善。另外，通过利用图案化层涂布浮动电极，可以防止对浮动电极的损坏，同时不改变浮动电极的功能。
尽管本文已经说明和描述了具体示例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，各种替代和/或等同的实现可以代替所示出和描述的具体示例。本申请旨在覆盖本文讨论的具体示例的任何适配或变化。因此，本公开旨在仅由权利要求及其等同物限制。